WIE KOMMT EIN ASTRONAUT BEI GERISSENER KONTAKTLEINE ZURÜCK ZUM RAUMSCHIFF? PHYSIK!
kann mir jemand die Frage beantworten und erklären warum das so ist, vielleicht auch physikalische formalen/gesetzte mit einbauen ? :-)
3 Antworten
Bewegt sich ein Astronaut von seinem Raumschiff weg (z.B. weil er sich abgestoßen hat), so verharrt er in diesem Bewegungszustand aufgrund der Trägheit so lange, bis eine neue Kraft auf ihn einwirkt, die ihn in eine andere Richtung beschleunigt. Kann ihn also eine gerissene Kontaktleine nicht mehr abfangen, so würde er sich immer weiter vom Raumschiff entfernen.
Astronauen vom Space Shuttle oder der Internationalen Raumstation tragen bei Außenarbeiten einen Raumanzug mit einem Rucksack, der die lebenserhaltenden Systeme beinhaltet. Teil dieses Rucksacksystems ist eine Einheit mit der Bezeichnung "SAFER" (Simplified Aid for EVA Rescue), mit welcher der Astronaut bei einer (aus welchem Grund auch immer) gerissenen Kontaktleine zurück zur Raumstation manövrieren kann.
Der SAFER funktioniert im Wesentlichen wie ein JetPack. Aus diversen Schubdüsen wird mitgeführter Stickstoff (Vorrat ca. 1,4 KG) ausgestoßen, der Geschwindigkeitsänderungen von bis zu 3,0 Meter pro Sekunde ermöglicht. Der SAFER soll also die notwendige Kraft erzeugen, um auf die Trägkeit des Astronauten einzuwirken und ihn in eine andere Richtung zu beschleunigen.
Die Beschleunigung funktioniert dabei ähnlich wie bei Raketen. Das bedeutet, dass der Impuls des entgegen der gewünschten Richtung der Beschleunigung ausgestoßenen Gases sich auf den Astronaut überträgt (das Gas wird nach hinten ausgestoßen, der Astronaut wird nach vorne beschleunigt). Der Impuls (p) hängt nun zum einen von der Menge der ausgestoßenen Masse (m) und zum anderen von deren Geschwindigkeit (v) ab. Also p = m * v. Grob gesagt: wenn man viel Masse langsam ausstößt oder wenig Masse schnell, könnte das den gleichen Impuls ergeben.
Ob der Astronaut es zurück zur Raumstation schafft hängt dann im Wesentlichen davon ab, mit welcher Geschwindigkeit (v) er sich von dieser wegbewegt und welche Masse (m) er hat (und natürlich wie geschickt er wieder zu dieser manövriert - an ihr vorbeifliegen wäre nämlich recht unglücklich). Der SAFER muss den Impuls (p) aufbringen können den Astronauen abzubremsen und ihn wieder in Richtung des Raumfahrzeuges zu beschleunigen (was physikalisch gesehen eigentlich das gleiche ist).
Also: kann der SAFER durch Ausstoß seiner Stickstoffmasse mit der technisch möglichen Geschwindigkeit mindestens den Impuls erzeugen der notwendig ist, um den Impuls des sich von der Station wegbewegenden Astronauten umzukehren, steht einem Nachmittagstee auch bei gerissener Kontaktleine nichts im Weg. Andernfalls wird es der Astronaut auch nicht zum Abendessen schaffen...
Der Grund ist das Trägheitgesetz. D.h. ein Körper verharrt in seinem aktuellen Bewegungszustand, solange keine Kraft auf ihn wirkt. Wenn wir uns auf der Erde bewegen wollen, stoßen wir uns von der Erde ab. Im Weltraum hätte dein Astronaut aber nicht wogegen er sich abstützen könnte und kann somit keine Kraft aubringen, die ihn in die gewünschte Richtung bewegen würde.
... ich vermute garnicht mehr. Wenn das Seil reißt, dann hat das einen Grund: Der Astronaut bewegte sich vom Raumschiff weg und das Seil war zu schwach ih aufzufangen. Damit bewegt er sich vom Raumschiff weg und wenn er keinen Antrieb zur Verfügung hat, wird er das recht lange tun.
